无机非金属材料概论绪论

1、 教学内容教学内容 无机非金属材料概论无机非金属材料概论是材料工程技术专业的一是材料工程技术专业的一门专业选修课，主要介绍无机非金属材料的门专业选修课，主要介绍无机非金属材料的成分与制成分与制备工艺备工艺、组织结构组织结构、材料性能材料性能和和使用性能使用性能四个要素，四个要素，以及它们之间的相互关系；以及它们之间的相互关系； 内容主要包括：内容主要包括：玻璃、玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料陶瓷、水泥和耐火材料等基等基础知识及其应用。础知识及其应用。 材料发展历史材料发展历史 什么是材料？什么是材料？ 材料是人类赖以生材料是人类赖以生 存和发展的物质基础，是人类存和发展的物质基础，是人类 进步的一

2、个重要里程碑。进步的一个重要里程碑。（人类制造的第一种材料：陶） 材料是具有一定配比的若干相互作用的元材料是具有一定配比的若干相互作用的元素组成、具有一定结构层次和确定性能，素组成、具有一定结构层次和确定性能，并能用于制造物品、器件、构件、机器或并能用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质。其他产品的物质。 材料是物质，但不表示所有物质都可以称材料是物质，但不表示所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。食物和药物，一般都不算是材料。 材料和人类社会的发展密切相关，材料和人类社会的发展密切相关，当前国际公认，

3、当前国际公认，材料、能源和信材料、能源和信息技术息技术是现代文明的三大支柱。是现代文明的三大支柱。 现代科学技术发展中，可以看到，现代科学技术发展中，可以看到，每一项重大的发现，往往有赖于每一项重大的发现，往往有赖于新材料的发展新材料的发展 一种新材料的出现，常常引起生产力大发展推动社会进一种新材料的出现，常常引起生产力大发展推动社会进步。步。正是如此，才有了今天人类丰富多彩、璀璨夺目的世正是如此，才有了今天人类丰富多彩、璀璨夺目的世界与文化。界与文化。没有半导体没有半导体单晶硅单晶硅材料，便不可能有今天的材料，便不可能有今天的微电子工业微电子工业；有低损耗的有低损耗的光导纤维光导纤维，当今世

4、界蓬勃发展的，当今世界蓬勃发展的光纤通讯光纤通讯才得才得以实现以实现。单晶硅棒单晶硅片单晶芯片电子元件 天然材料天然材料 陶瓷陶瓷 青铜青铜 铁铁 钢钢 有色金属有色金属 高分子材料高分子材料 新型材料新型材料 材料发展的历史演进材料发展的历史演进（1 1）天然材料）天然材料 包括竹、木、骨、牙、皮、毛、石等材料。包括竹、木、骨、牙、皮、毛、石等材料。 自然界当中大量存在，人类可以直接从自然中自然界当中大量存在，人类可以直接从自然中获取。获取。 经过简单的加工就可以为人类所利用。经过简单的加工就可以为人类所利用。竹筷骨针石制品皮毛制品典型典型的天然材料的天然材料石器石器 大约大约25000年前

5、，人类就学会使用材料。年前，人类就学会使用材料。 人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材料人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材料并进行粗糙加工，除此之外别无他物。并进行粗糙加工，除此之外别无他物。 从挖掘的人类当年所使用的各种用途的锋利石片，从挖掘的人类当年所使用的各种用途的锋利石片，可想象人类远祖的艰苦和聪明。可想象人类远祖的艰苦和聪明。石刀石刀石斧石斧石针石针他们能区别、选用各种石头创造出刀、斧、他们能区别、选用各种石头创造出刀、斧、针各种器具，用于生产、生活和战争。针各种器具，用于生产、生活和战争。 石器时代的生产工具极其落后，人类社会的石器时代的生产工具极其落后，人类社会的生

6、产力也极端低下，社会发展极其缓慢，人生产力也极端低下，社会发展极其缓慢，人类文化也是相当简单和粗俗的。类文化也是相当简单和粗俗的。 石器工具 据考古学家分析，距今约一万年前就有陶器出现，据考古学家分析，距今约一万年前就有陶器出现， 人们人们用粘土或以粘土、长石、石英为主的混合物，用粘土或以粘土、长石、石英为主的混合物，经成型、干燥、烧制（烧制温度低于经成型、干燥、烧制（烧制温度低于1200），），得得到坚硬的陶器。到坚硬的陶器。 陶是人类创造的第一种陶是人类创造的第一种“人造材料人造材料”，由于高温烧，由于高温烧制产生物理化学变化，得到和粘土不一样的新物质。制产生物理化学变化，得到和粘土不一样

7、的新物质。新石器时代晚期新石器时代晚期(公元前公元前3000一前一前2800年年) 黑陶豆黑陶豆陶体的黑色是因为渗入了碳陶体的黑色是因为渗入了碳（2）陶器（无机非金属材料）陶器（无机非金属材料）我国陶器大我国陶器大约出现在约出现在8000年前，具有悠年前，具有悠久的历史。久的历史。半坡村出土半坡村出土的碗、钵、釜、的碗、钵、釜、罐、瓶等，甚罐、瓶等，甚至还有吹气能至还有吹气能发声的陶埙。发声的陶埙。 半坡变体鸟纹盆半坡变体鸟纹盆 半坡小口尖底瓶半坡小口尖底瓶 半坡陶盆半坡陶盆 陶埙陶埙从著名的仰韶和龙山文化遗址出土的陶器从著名的仰韶和龙山文化遗址出土的陶器中，人们发现当时祖先已经掌握了烧制黑中

8、，人们发现当时祖先已经掌握了烧制黑色陶器和白色陶器的配方和技术。色陶器和白色陶器的配方和技术。 仰韶白陶瓶仰韶白陶瓶龙山黑陶瓶龙山黑陶瓶 闻名于世的闻名于世的秦始皇兵马俑秦始皇兵马俑是典型的陶制品；是典型的陶制品； 著名的著名的唐三彩唐三彩创始于唐高宗时期，用白粘土作胎，创始于唐高宗时期，用白粘土作胎，以以Cu、Fe、Co等矿物作釉的着色剂，两次烧制后等矿物作釉的着色剂，两次烧制后成为绚丽多彩的陶器精品；成为绚丽多彩的陶器精品； 江苏宜兴江苏宜兴紫砂壶紫砂壶 (紫砂泥由粘土、云母、赤铁矿等紫砂泥由粘土、云母、赤铁矿等组成，其中组成，其中Fe2O3含量约含量约7-10，TiO21) 制制造技术精

9、湛，色泽淳朴，造型独特，别具一格。造技术精湛，色泽淳朴，造型独特，别具一格。 兵马俑兵马俑 唐三彩马唐三彩马 方韵紫砂壶方韵紫砂壶商 陶酒尊唐 三彩俑陶的出现，陶的出现，人类可吃煮熟的谷物，喝煮开的水，可人类可吃煮熟的谷物，喝煮开的水，可长时间储存食物长时间储存食物，促进人类进化促进人类进化。陶器也是最初的陶器也是最初的耐火材料耐火材料，为以后的铜、铁冶炼提为以后的铜、铁冶炼提供物质条件供物质条件。 猪纹陶盆陶器是人类创造的第一种无机非金属材料。陶器是人类创造的第一种无机非金属材料。人类第一次有意识地创造发明自然界没有的，人类第一次有意识地创造发明自然界没有的，并且具有全新性能的并且具有全新性

10、能的“新新”材料材料，从此人类能离，从此人类能离开上天的赐予而进入自力创造材料的时代。开上天的赐予而进入自力创造材料的时代。恩格斯论述恩格斯论述：人类从低级阶段向文明阶段的发：人类从低级阶段向文明阶段的发展是从学会制陶开始的。展是从学会制陶开始的。陶器的出现成为陶器的出现成为新石器时代开始的标志之一新石器时代开始的标志之一。 陶器的不足是不致密、易渗陶器的不足是不致密、易渗漏、强度也不高。漏、强度也不高。 3000多年前多年前的殷、周时期发的殷、周时期发明了釉瓷。明了釉瓷。 炉窑温度达到炉窑温度达到1200，能能将将金属氧化物烧制成釉瓷，用金属氧化物烧制成釉瓷，用途更为广泛，质地比陶更为途更为

11、广泛，质地比陶更为细腻、外观美观。细腻、外观美观。 陶向瓷的过渡陶向瓷的过渡 商朝釉瓷商朝釉瓷什么是瓷器？ 瓷土与陶土相比，瓷土与陶土相比，Fe2O3、CaO、MgO等助熔剂等助熔剂物质明显减少，物质明显减少，SiO2含量也降至含量也降至70以下，以下，Al2O3含量显著增加含量显著增加。 瓷器制造工艺水平有很大改进，瓷器制造工艺水平有很大改进，烧结温度提高烧结温度提高到到1200以上以上，反映人类改造自然能力的增强。，反映人类改造自然能力的增强。 釉釉是用矿物是用矿物(长石、方解石、石英等长石、方解石、石英等)和颜料按一和颜料按一定比例配制，高温下釉料被熔融并均匀地覆盖定比例配制，高温下釉料

12、被熔融并均匀地覆盖在瓷器表面，冷却后质地坚硬、光滑、不粘污，在瓷器表面，冷却后质地坚硬、光滑、不粘污，并并 可调配成各种颜色。可调配成各种颜色。 江西景德镇的江西景德镇的薄胎瓷器薄胎瓷器被赞为洁如玉、明如镜、被赞为洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磐。薄如纸、声如磐。 瓷器作为中华文明象征，大量流传。瓷器作为中华文明象征，大量流传。9世纪世纪传至传至阿拉伯国家，阿拉伯国家，13世纪世纪传到日本，传到日本，15世纪世纪传到欧洲，传到欧洲，以其以其精美绝伦征服西方。精美绝伦征服西方。辉煌的瓷器之国景德镇四大名瓷景德镇四大名瓷青花、玲珑、颜色釉、粉彩青花、玲珑、颜色釉、粉彩 （3）青）青 铜铜 我国我国青

13、铜青铜的冶炼在的冶炼在公元前公元前2140-1711年开始，年开始，目前考察已可追溯到公元前目前考察已可追溯到公元前3600年。年。 到殷、西周时期已经发展到较高水平。到殷、西周时期已经发展到较高水平。 青铜即铜锡合金，青铜即铜锡合金，其冶炼温度较低，制作其冶炼温度较低，制作器具的成型性好，是人器具的成型性好，是人类最早大规模利用的金类最早大规模利用的金属材料。属材料。苏美尔文明中的青铜塑像，出苏美尔文明中的青铜塑像，出现年代现年代-公元前公元前4000年年铜爵铜爵高高30.5厘米、口径厘米、口径17-18厘米，距今厘米，距今3600年年河南堰师二里头文化河南堰师二里头文化 青铜锛青铜锛越绝书

14、越绝书载：禹穴载：禹穴之时，以铜为兵，以凿伊阙，通之时，以铜为兵，以凿伊阙，通龙门，东注入海龙门，东注入海牛首兽面纹鼎牛首兽面纹鼎西周，器形端西周，器形端庄，文饰在商代基础上进一步庄，文饰在商代基础上进一步发展，是今已知我国最大青铜发展，是今已知我国最大青铜器之一，器之一， （4 4）铁器）铁器 铁是地球上储量居于第三的元素（前两位铁是地球上储量居于第三的元素（前两位为硅、铝），来源于大型恒星的聚变。为硅、铝），来源于大型恒星的聚变。 中国同埃及、美索不达米亚等古国一样，中国同埃及、美索不达米亚等古国一样，对铁的认识都是从对铁的认识都是从陨铁陨铁开始的。开始的。陨铁陨铁世界最早的铁器世界最早的

15、铁器赫梯铁器赫梯铁器 青铜器到铁器并不是偶然的青铜器到铁器并不是偶然的铜的精炼带动铁的冶炼；铜的精炼带动铁的冶炼；青铜熔炼时，为造渣和降低熔点，古人往往加入青铜熔炼时，为造渣和降低熔点，古人往往加入氧化铁氧化铁作为熔剂作为熔剂，直接为铁矿石还原积累经验；，直接为铁矿石还原积累经验；赤铁矿赤铁矿(Fe2O3)与赤铜矿与赤铜矿(CuO)极为相似，青铜冶炼所需极为相似，青铜冶炼所需的的高温和还原气氛，为一氧化碳与铁矿石接触还原金属高温和还原气氛，为一氧化碳与铁矿石接触还原金属铁创造极为有利的条件铁创造极为有利的条件； （5）钢）钢 含碳量在含碳量在0.0218%-2.11%之间的铁碳合金之间的铁碳合

16、金称为钢，强度较高，用途更广。称为钢，强度较高，用途更广。 距今距今1800年前出现年前出现两步炼钢两步炼钢技术，即先炼技术，即先炼成铁，再炼成钢，并一直沿用至今。但其成铁，再炼成钢，并一直沿用至今。但其工艺复杂，未能大面积推广。一直到工艺复杂，未能大面积推广。一直到19世世纪前半期，人类始终生活在纪前半期，人类始终生活在“铁器时代铁器时代”。 艾菲尔铁塔艾菲尔铁塔钢的应用钢的应用旧金山金门大桥旧金山金门大桥建筑建筑设备设备（6 6）有色金属）有色金属 近代以来，人们除了发展钢铁材料以外，还进一步近代以来，人们除了发展钢铁材料以外，还进一步发展了金、银、铜、钛、铝、镁、钼等有色金属及发展了金、

17、银、铜、钛、铝、镁、钼等有色金属及其合金材料。全世界每年金属材料总产量约达八亿其合金材料。全世界每年金属材料总产量约达八亿吨，其中黑色金属约占吨，其中黑色金属约占95，有色金属只占，有色金属只占5。 有色金属资源的开发和利用，不只是对钢铁材料的有色金属资源的开发和利用，不只是对钢铁材料的补充，更重要的是可发挥和开发钢铁材料不具备的补充，更重要的是可发挥和开发钢铁材料不具备的各种特殊性能。各种特殊性能。 在特定领域中，还必须采用有色金属才能最大限度在特定领域中，还必须采用有色金属才能最大限度满足现代科学技术对各种材科性能所提出的要求。满足现代科学技术对各种材科性能所提出的要求。 铝合金：铝合金：

18、20世纪上半叶，材料学家用合金化和时世纪上半叶，材料学家用合金化和时效强化，把效强化，把Al合金强度提高到合金强度提高到700MPa，其比强度，其比强度为为(强度强度/密度密度)2.64106cm，是钢，是钢(0.61106cm)的的4倍多，这意味着达到同样强度倍多，这意味着达到同样强度Al合金用量只有钢合金用量只有钢的的1/4，这为，这为Al合金作为一种结构材料带来极大优合金作为一种结构材料带来极大优势，对于结构材料来说无疑是一个飞跃。势，对于结构材料来说无疑是一个飞跃。没有高没有高比强度的比强度的Al合金，就没有现代的航天航空成就。合金，就没有现代的航天航空成就。 铝合金车体铝合金材料铝合

19、金航空材料铝合金轮毂（7) 高分子材料高分子材料从人类文明出现以来，高分子材料就一直陪伴着人们。从人类文明出现以来，高分子材料就一直陪伴着人们。天然高分子，如丝、皮、毛等从远古开始就被人们发现天然高分子，如丝、皮、毛等从远古开始就被人们发现并利用。人们不断改进加工技术，将木、棉、麻、丝、皮、并利用。人们不断改进加工技术，将木、棉、麻、丝、皮、毛等用于建筑、工具、用品、纺织、造纸、制衣制革、防毛等用于建筑、工具、用品、纺织、造纸、制衣制革、防寒制品；寒制品；把植物体内的把植物体内的“树脂树脂”( (树流出的油脂树流出的油脂) )用于涂料、粘合用于涂料、粘合剂、药物和溶剂等。剂、药物和溶剂等。 天

20、然橡胶丝绸波音波音787是世界上首款主体结构采用是世界上首款主体结构采用碳纤维复合材料制造的大型客机碳纤维复合材料制造的大型客机 奔驰奔驰SLR跑车车身由碳纤维复合材跑车车身由碳纤维复合材料制成，车速可达料制成，车速可达334公里公里/小时小时 复合材料复合材料 20世纪人类进入新材料时代，衣、食、住、行以及世纪人类进入新材料时代，衣、食、住、行以及科学技术的发展都离不开新材料，同时出现了各种科学技术的发展都离不开新材料，同时出现了各种材料的复合技术。材料的复合技术。 金属与无机材料的复合金属与无机材料的复合 金属与高分子材料的复合金属与高分子材料的复合 无机材料与高分子材料的复合无机材料与高

21、分子材料的复合金属金属/高分子复合材高分子复合材料料-粘结粘结NdFeB磁体磁体金属金属/无机复合材料无机复合材料-景泰蓝景泰蓝高分子高分子/无机复合材无机复合材料料-绝缘板材绝缘板材材料发展历史小结 20世纪前材料进步主要依靠人们经验积累和技巧，世纪前材料进步主要依靠人们经验积累和技巧，发展缓慢在于发展缓慢在于人们还没能对材料在科学上有深刻的人们还没能对材料在科学上有深刻的认识和理解，缺乏科学对材料发展的指导。认识和理解，缺乏科学对材料发展的指导。 20世纪世纪科学突破成功揭示了微观世界的基本规律，科学突破成功揭示了微观世界的基本规律，加速了人们对声、光、电、磁、热现象以及材料内加速了人们对

22、声、光、电、磁、热现象以及材料内部结构的认识部结构的认识，这既促使多种新材料的诞生，也开，这既促使多种新材料的诞生，也开辟了一系列重大科学技术突破辟了一系列重大科学技术突破 。 科学引导和高技术产业发展推动的双重作用，诞生科学引导和高技术产业发展推动的双重作用，诞生各种各样的新材料，构成各种各样的新材料，构成21世纪人类文明的基础。世纪人类文明的基础。总之：总之：材料是具有一定性能，可以用来制作器件、材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构件、工具、装置等物品的物质。构件、工具、装置等物品的物质。材料存在于我们周围，与我们的生活、我材料存在于我们周围，与我们的生活、我们的生命息息相关。们的生命

23、息息相关。依据化学特征一般划分为：依据化学特征一般划分为： 1、无机材料、无机材料 （无机材料中除金属以外统称为无机非金属材料无机材料中除金属以外统称为无机非金属材料，其，其主要化学组主要化学组成均为硅酸盐类成均为硅酸盐类。因此无机非金属材料亦称为硅酸盐材料，又因。因此无机非金属材料亦称为硅酸盐材料，又因其中陶瓷材料历史悠久，应用甚为广泛，故国际上也将无机非金其中陶瓷材料历史悠久，应用甚为广泛，故国际上也将无机非金属材料称为陶瓷材料。）属材料称为陶瓷材料。）2、有机材料、有机材料 塑料、橡胶等塑料、橡胶等 无机非金属材料种类繁多，用途各异，无机非金属材料种类繁多，用途各异，目前无统一完善的分类

24、方法，一般分为目前无统一完善的分类方法，一般分为传统传统的（普通的）的（普通的）和和新型的（先进的）新型的（先进的）无机非金无机非金属材料两大类。属材料两大类。 传统无机非金属材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料新型无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷光导纤维光导纤维新型陶瓷新型陶瓷耐火材料耐火材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷新型无机非金属材料

25、新型无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷光导纤维光导纤维新型陶瓷新型陶瓷新型无机非金属材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷光导纤维光导纤维新型陶瓷新型陶瓷新型无机非金属材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷光导纤维光导纤维新型陶瓷新型陶瓷新型无机非金属材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷光导纤维光导纤维新型陶瓷新型陶瓷新型无机非金属材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料水

26、水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷耐火材料耐火材料光导纤维光导纤维新型陶瓷新型陶瓷新型无机非金属材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料水水 泥泥 玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷 半导体材料、超硬半导体材料、超硬耐高温材料耐高温材料 、 发光材料等发光材料等传统无机非金属材料传统无机非金属材料主要是主要是指由指由SiO2及其硅酸盐化合物为主及其硅酸盐化合物为主要成分制成的材料，包括陶瓷、要成分制成的材料，包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等。此外，玻璃、水泥和耐火材料等。此外，搪瓷、磨料、铸石（辉绿岩、玄搪瓷、磨料、铸石（辉绿岩、玄武岩等）、碳素材料、非金属矿武岩等）、碳素材料、非金属矿（石棉

27、、云母、大理石等）也属（石棉、云母、大理石等）也属于传统的无机材料。于传统的无机材料。 1、传统无机非金属材料、传统无机非金属材料陶瓷按其概念和用途不同，陶瓷按其概念和用途不同，可分为两大类，即可分为两大类，即普通陶瓷普通陶瓷和和特种陶瓷特种陶瓷。根据陶瓷坯体结构及其基根据陶瓷坯体结构及其基本物理性能的差异，陶瓷制品本物理性能的差异，陶瓷制品可分为可分为陶器陶器和和瓷器瓷器。 传统的无机非金属材料传统的无机非金属材料 之一：陶瓷之一：陶瓷 普通陶瓷：普通陶瓷：即传统陶瓷，指以粘土为主要原即传统陶瓷，指以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎混练、成型、料与其它天然矿物原料经过粉碎混练、成型、

28、煅烧等过程而制成的各种制品。包括日用陶煅烧等过程而制成的各种制品。包括日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、电瓷瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、电瓷以及其它工业用陶瓷。以及其它工业用陶瓷。相比于瓷器，陶器的坯体结构较相比于瓷器，陶器的坯体结构较疏松，致密度较低，有一定吸水率，疏松，致密度较低，有一定吸水率，断口粗糙无光，没有半透明性，断面断口粗糙无光，没有半透明性，断面成面状或贝壳状成面状或贝壳状。 传统的无机非金属材料传统的无机非金属材料 之二：玻璃之二：玻璃玻璃是由熔体过冷所制得的玻璃是由熔体过冷所制得的非晶态材料。非晶态材料。根根据其形成网络的组分不同可分为硅酸盐玻璃、硼酸据其形成网

29、络的组分不同可分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等，其网络形成体分为盐玻璃、磷酸盐玻璃等，其网络形成体分为SiO2、B2O3和和P2O5。习惯上玻璃态材料可分为。习惯上玻璃态材料可分为普通玻璃普通玻璃和和特种玻璃特种玻璃两大类。两大类。普通玻璃是指采用天然原料，能够大规模生普通玻璃是指采用天然原料，能够大规模生产的玻璃。普通玻璃包括日用玻璃、建筑玻璃、微产的玻璃。普通玻璃包括日用玻璃、建筑玻璃、微晶玻璃、光学玻璃和玻璃纤维等。晶玻璃、光学玻璃和玻璃纤维等。 传统的无机非金属材料传统的无机非金属材料 之三：水泥之三：水泥水泥：水泥：是指加入适量是指加入适量水后可成塑性浆体，既能水后可成塑性浆

30、体，既能在空气中硬化又能在水中在空气中硬化又能在水中硬化，并能够将砂、石等硬化，并能够将砂、石等材料牢固地胶结在一起的材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性材料。细粉状水硬性材料。水泥的种类很多，按其水泥的种类很多，按其用途用途和和性能性能可分可分为：为：通用水泥、专用水泥和特性水泥通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类；三大类；按其所含的主要按其所含的主要水硬性矿物水硬性矿物，水泥又可分为，水泥又可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥以及以工业废渣和地方材料为以及以工业废渣和地方材料为主要组分的水泥。目前水泥品种已达一百多主要组分的

31、水泥。目前水泥品种已达一百多种。种。 通用水泥通用水泥：为大量土木工程所使用的一般用途的为大量土木工程所使用的一般用途的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。水泥和复合硅酸盐水泥等。 专用水泥专用水泥：指有专门用途的水泥，如油井水泥、指有专门用途的水泥，如油井水泥、砌筑水泥等。砌筑水泥等。 特性水泥特性水泥：则是某种性能较突出的一类水泥，如则是某种性能较突出的一类水泥，如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、中热硅快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐

32、水泥、中热硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、自应力铝酸盐水酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、自应力铝酸盐水泥等。泥等。 传统的无机非金属材料传统的无机非金属材料 之四：耐火材料之四：耐火材料 耐火材料：指专门为高温技术服务的耐耐火材料：指专门为高温技术服务的耐火度不低于火度不低于1580的无机非金属材料，是用的无机非金属材料，是用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及用作工业高温容器和部件的材料，并能承受相作工业高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。应的物理化学变化及机械作用。大部分耐火材料以天然矿石（如耐火大部分耐火材料以天然矿石（如耐火粘土、

33、硅石、菱镁矿、白云石等）为原料粘土、硅石、菱镁矿、白云石等）为原料制造。制造。采用工业原料和人工合成原料（如工采用工业原料和人工合成原料（如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等）制备耐火材料也日益晶石等）制备耐火材料也日益增多。增多。按按矿物矿物组成组成可分为：氧化硅质、硅酸铝质、镁可分为：氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、尖晶石质、含碳质、含质、白云石质、橄榄石质、尖晶石质、含碳质、含锆质耐火材料及特殊耐火材料锆质耐火材料及特殊耐火材料（常用分类方法）（常用分类方法）；按按制造方法制造方法可分为：天然矿石、人造制品；可分为：天然矿石、人

34、造制品；按按热处理方式热处理方式可分为：不烧制品、烧成制品、可分为：不烧制品、烧成制品、熔铸制品；熔铸制品；按按外观外观分为：耐火砖、不定形耐火材料分为：耐火砖、不定形耐火材料按按耐火度耐火度分为：普通（分为：普通（15801770）、高级（）、高级（1770 2000）、特级（）、特级（2000以上）耐火制品；以上）耐火制品；按按化学性质化学性质分为：酸性、中性、碱性耐火材料；分为：酸性、中性、碱性耐火材料；按按密度密度分为：轻质、重质耐火材料；分为：轻质、重质耐火材料；按按制品的制品的形状和尺寸形状和尺寸分为：标准砖、异型砖、特异型砖、分为：标准砖、异型砖、特异型砖、耐火管、耐火器皿等；耐

35、火管、耐火器皿等；按按应用应用分为：高炉用、水泥窑用、玻璃窑用、分为：高炉用、水泥窑用、玻璃窑用、 陶瓷窑用耐火材料等。陶瓷窑用耐火材料等。先进（或新型）无机材料是用氧化物、氮化先进（或新型）无机材料是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的具有无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的具有优异性能和特殊功能的材料。主要包括特种陶瓷、优异性能和特殊功能的材料。主要包括特种陶瓷、特种玻璃、人工晶体、半导体材料、无机涂层特种玻璃、人工晶体、半导体材料、无机涂层（薄膜材料）（薄膜材料） 、无机纤维、介孔材料等

36、。、无机纤维、介孔材料等。新型无机非金属材料新型无机非金属材料1、特种、特种陶瓷陶瓷 特种陶瓷（亦称为新型陶瓷）是指以精制特种陶瓷（亦称为新型陶瓷）是指以精制的高纯天然无机物或人工合成的无机化合的高纯天然无机物或人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的制造加工工艺物为原料，采用精密控制的制造加工工艺烧结，具有优异特性，主要用于各种现代烧结，具有优异特性，主要用于各种现代工业及尖端科学技术领域的高性能陶瓷，工业及尖端科学技术领域的高性能陶瓷，包括：包括：结构陶瓷结构陶瓷 和功能陶瓷和功能陶瓷 结构陶瓷是结构陶瓷是指以具有优良的力学性能（高强指以具有优良的力学性能（高强度、高硬度、耐磨损）度、高

37、硬度、耐磨损） 、热学性能（抗热冲击、热学性能（抗热冲击、抗蠕变）和化学性能（抗氧化、抗腐蚀）的陶瓷抗蠕变）和化学性能（抗氧化、抗腐蚀）的陶瓷材料，主要应用于高强度、高硬度、高刚性的切材料，主要应用于高强度、高硬度、高刚性的切削刀具和要求耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐热冲削刀具和要求耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐热冲击等的结构部件，包括氮化硅系统、碳化硅系统击等的结构部件，包括氮化硅系统、碳化硅系统和氧化锆系统、氧化铝系统的高温结构陶瓷等。和氧化锆系统、氧化铝系统的高温结构陶瓷等。 功能陶瓷功能陶瓷指利用其电、磁、声、光、热等直接效指利用其电、磁、声、光、热等直接效应和耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使应和耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能的陶瓷材料，主要包括